土石壩壩體深層攪拌樁防滲效果探討

王宏玉

摘要：水庫大壩是水庫樞紐工程的主要建筑物，據統計我國93%的水庫都是土石壩。壩體滲透破壞是造成危害水庫大壩安全的主要因素之一。文章針水庫土石壩壩體的滲漏，采用小直徑深層攪拌樁對壩體進行防滲加固的效果進行了探討，期望研究出合理、可靠的防滲措施。

關鍵詞：水庫大壩；土石壩壩體；小直徑深層攪拌樁；防滲效果；水庫樞紐工程 文獻標識碼：A

中圖分類號：TV543 文章編號：1009-2374（2016）34-0142-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.069

我國20世紀50年末至70年代初建造了大量的水庫。受到當時的經濟和技術條件限制，大壩填筑料多為就地取材，人工填筑夯實，由于施工技術、現場控制手段、填筑材料等原因，導致工程質量存在缺陷，主要表現為壩體滲漏。通過對全國水庫壩塌事故的統計分析得出：有31.7%的土壩垮壩事故都是由滲透破壞造成的。

1 水庫大壩滲流滲漏形成的主要原因

壩體滲漏產生的主要原因：（1）填筑土料質量不符合規范要求，級配不滿足壓實條件要求導致大壩施工質量差；（2）大壩防滲體材料滲透系數、壓實度、滲徑不滿足規范要求；（3）白蟻危害造成貫穿性通道引起滲漏、管涌；（4）輸水管與填筑土接觸面產生接觸性滲透破壞。

2 水庫大壩的防滲措施

針對壩體滲漏、主要防滲措施有：（1）混凝土防滲墻；（2）靜壓灌漿；（3）大壩劈裂灌漿；（4）小直徑深層攪拌樁防滲。針對水庫具體環境我們要選擇合適的防滲措施：

2.1 防滲劈裂帷幕灌漿

防滲劈裂灌漿技術是水庫大壩防滲中常用的一種防滲技術，其主要是通過向壩體里灌漿而解決水庫堤壩變形和滲透等問題，首先必須根據水庫壩體的引力分布規律進行具體分析，將壩體合理、科學地沿著大壩軸線進行劈形，并且向壩體里灌入型號一致的漿體，在壩體內部形成一道道垂直于地面的接連墻體，從而做到防滲加固措施。

2.2 高壓噴射灌漿

高壓噴射灌漿技術主要是通過靜壓進行灌漿，這種技術比較復雜，操作性比較難，它主要是通過借助射流的力量，把大壩底下的地層攪動切割后，把原來的壩體結構改變，地層組織進行改變，然后把水泥漿用高壓噴射到壩體中，從而對壩體內部進行加固處理，達到大壩防滲的目的，這種技術比較耗費材料，但是形成的壩體非常堅固，壩體強度很大，其主要適用于壩體內部損壞比較嚴重的水庫大壩。

2.3 小直徑深層攪拌樁

2.3.1 適應水庫特點、條件（壩高、土質、場地、工作面）。“小直徑深層攪拌樁+帷幕灌漿”防滲體系并不適用于砂礫層比較大的水庫壩堤，因為其碎石含量非常不均勻，有很多碎石都是成塊狀，使小直徑深層攪拌樁機難以深入施工深度。在粉質黏土和黏土密度比較集中，水庫周圍多均質土質，壩堤上、下兩層結合的部分有少量的植物碎屑，這種水庫壩堤比較適合運用“小直徑深層攪拌樁+帷幕灌漿”防滲技術。

2.3.2 施工工序、要點。“小直徑深層攪拌樁+帷幕灌漿”具體防滲施工措施：第一步是進行施工現場勘測，對水泥和水量要有一個合適的配比，一般是按（0.9∶1～1.3∶1）的配比進行水泥漿的攪拌，前期做好材料準備工作；第二步是把攪拌好的水泥漿用水泵抽進儲漿罐中進行第二次攪拌，保證水泥漿攪拌均勻，并把小直徑深層攪拌樁機調平，擺放到合適位置；第三步是把水泥漿填充進儲漿攪拌桶中，啟動灰漿泵，向鉆桿內提供水泥漿，等到鉆頭上出現水泥漿之后，啟動主機，并正向旋轉主機，啟動鉆桿向下推進檔位，一邊把鉆頭下沉，一邊攪拌，然后把漿噴到施工的標準深度；第四步是等到鉆頭下沉到施工的標準深度后，停止30～60s噴漿，等待鉆扣噴漿。然后把主機反向旋轉，一邊逐漸上升鉆頭，一邊攪拌，當鉆頭上升到設計墻的標準時停止鉆頭上升，并保持樁機噴漿和攪拌幾秒，讓墻體達到均勻狀態；第五步是當鉆機完成一個墻體施工后，進行鉆機移位，但是在移位對下一個墻體進行施工時，必須每個施工墻體的參數和設計形式一致，不能出現高矮大小不一致的情況，保障每一個防滲墻之間能夠順利接搭。

小直徑深層攪拌樁主要是通過雙動力多頭的深層攪拌樁機進行的樁的施工，它有兩個動力系統，動力非常強大，帶動主機上的幾個并排鉆桿一起轉動，通過推動力將鉆桿上的鉆頭插入標準的施工深度，在每個鉆頭上升和下鉆中，可以把水泥和原土充分混合均勻，然后調平樁機，經過多次反復進行最后形成一道帷幕灌漿防滲墻，通過多個防滲墻連接使用可以起到防滲作用，但是在施工過程中，一定要針對具體的施工情況選擇合適的樁機鉆頭。

2.3.3 水庫大壩進行防滲施工的注意事項。在水庫大壩的防滲施工過程中，首先進行施工準備工作，工程人員首先對水庫大壩的各項滲漏現象進行一個詳細的調查，并針對滲漏的問題制定詳細的施工計劃，選定合適的施工人員，針對施工技術要點進行研究，選定好優良的施工材料和泥漿液，選擇合適的施工設備，針對防滲劈裂鉆漿技術，選擇好全液壓鉆機，針對工程規模選擇適量的鉆機數量。

實施灌漿施工時，要按照灌漿孔順序進行灌漿，嚴格控制漿液的密度，注意漿管和孔底之間的距離一定要保持在0.5～1.0m之間。在灌漿過程中，如果設備出現了故障，一定要及時處理，注漿管堵塞后，及時用清水清洗管道，并用鋼絲疏通鋼管。防滲施工中，出現了裂縫、冒漿、串漿時，及時按照當時的事故情況運用具體方法處理，保證施工質量和效率。

針對水庫大壩的具體滲透問題，選擇合適的防滲措施，最大限度地節省施工成本，在施工之前，對于水庫壩堤也要進行充分的檢查，要沿著防滲墻體的水平軸線進行開挖工作，并且要觀察每一個墻體是否一致，能否正常連接使用，第一個施工完成之后，要進行檢測，確保其擁有良好的防滲性能，對于壩堤的抗壓程度也要進行檢查，施工完成之后，時刻進行養護工作，前期如果出現無法正常防滲的情況，要及時反饋，進行返修。

2.3.4 水庫大壩防滲效果分析。通過建立大壩模型的防滲進行分析，對水庫現場進行實地勘測，并對防滲施工設計圖進行分析，分析水庫水位最高時能否沒過防滲墻，通過計算各項數值，從而得到防滲墻的具體防滲效果。分別對水庫大壩防滲加固前和防滲加固后的滲流狀態進行分析，判斷出通過防滲措施，是否能加強水庫大壩的防滲效果。

水庫大壩經過防滲加固措施后，當水庫的蓄水量達到正常的蓄水量時，一般高于防滲加固前的水位，這就能說明水庫大壩防滲施工效果良好，沒有水流滲出，能夠最大限度地儲存水量。在水庫大壩防滲加固后，遭遇連續幾天的暴雨后，對水庫下游的土地進行檢測會發現，土質干燥，并沒有大量的水流，這說明水庫壩體的滲漏點已經被填補完好，防滲加固措施取得良好效果。

在水庫大壩的防滲施工中，要選擇合適的防滲措施，并在防滲施工后，定期對水庫大壩進行檢查管理，如果出現滲漏問題，及時處理，并更換一些年久失修的設施，保證水庫大壩不會再出現滲漏滲流問題，確保這次防滲施工后，水庫大壩能長久使用，保障防滲加固的良好效果。

3 結語

水庫大壩最常見的問題就是滲漏問題，針對滲漏問題，一定要加大重視，隨著科學的進步和社會的發展，水利工程作為我國最大的民生問題，一定要加緊處理水庫大壩滲漏問題，小直徑深層攪拌樁作為一種最常用的水庫大壩防滲技術，操作非常簡單可行，防滲效果非常顯著，還能節約大量的成本，在未來水庫大壩的防滲施工中，綜合利用小直徑深層攪拌樁，可以提高水庫大壩的防滲效果，通過對水庫大壩防滲措施及防滲效果的探討發現，這種防滲措施運用于水庫的防滲加固工程中是非常可行的，而且經濟、合理。我們必須根據水庫大壩的具體環境和特點，制定科學、合理的防滲施工計劃，并且在施工過程中，一定要嚴格控制、管理，不僅要控制施工成本，還要保障水利工程的施工質量和效率，確保我國水利工程的長遠安全效益。

參考文獻

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（責任編輯：小 燕）